壓電驅(qū)動(dòng)裝置、機(jī)器人及這些的驅(qū)動(dòng)方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明的課題在于提供一種高輸出并且小型且輕量的壓電驅(qū)動(dòng)裝置的適當(dāng)結(jié)構(gòu)。本發(fā)明的解決手段是壓電驅(qū)動(dòng)裝置具備振動(dòng)板和多個(gè)壓電驅(qū)動(dòng)部，該多個(gè)壓電驅(qū)動(dòng)部分別具有設(shè)置于振動(dòng)板且能夠與被驅(qū)動(dòng)體接觸的接觸部。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
壓電驅(qū)動(dòng)裝置、機(jī)器人及這些的驅(qū)動(dòng)方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本發(fā)明涉及壓電驅(qū)動(dòng)裝置及具備壓電驅(qū)動(dòng)裝置的機(jī)器人等各種裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]由于使壓電體振動(dòng)來(lái)對(duì)被驅(qū)動(dòng)體進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的壓電致動(dòng)器(壓電驅(qū)動(dòng)裝置)不需要磁鐵、線圈，因此用于多種領(lǐng)域(例如專(zhuān)利文獻(xiàn)I)。該壓電驅(qū)動(dòng)裝置的基本結(jié)構(gòu)是在加強(qiáng)板的2個(gè)表面的每個(gè)面上以2行2列配置有4個(gè)壓電元件的結(jié)構(gòu)，共計(jì)8個(gè)壓電元件被設(shè)置于加強(qiáng)板的兩側(cè)。每個(gè)壓電元件是用每2片電極夾著壓電體的單元，加強(qiáng)板還被用作壓電元件的一側(cè)的電極。在加強(qiáng)板的一端設(shè)置有與作為被驅(qū)動(dòng)體的轉(zhuǎn)子接觸來(lái)使轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)的突起部。若對(duì)4個(gè)壓電元件中的以對(duì)角配置的2個(gè)壓電元件施加交流電壓，則該2個(gè)壓電元件進(jìn)行伸縮運(yùn)動(dòng)，與此相應(yīng)地，加強(qiáng)板的突起部進(jìn)行往復(fù)運(yùn)動(dòng)或者橢圓運(yùn)動(dòng)。并且，根據(jù)該加強(qiáng)板的突起部的往復(fù)運(yùn)動(dòng)或者橢圓運(yùn)動(dòng)，作為被驅(qū)動(dòng)體的轉(zhuǎn)子向規(guī)定的旋轉(zhuǎn)方向旋轉(zhuǎn)。另外，通過(guò)將施加交流電壓的2個(gè)壓電元件切換成其他2個(gè)壓電元件，能夠使轉(zhuǎn)子向反方向旋轉(zhuǎn)。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0004]專(zhuān)利文獻(xiàn)
[0005]專(zhuān)利文獻(xiàn)I:日本特開(kāi)2004 — 320979號(hào)公報(bào)
[0006]專(zhuān)利文獻(xiàn)2:日本特開(kāi)2008 — 227123號(hào)公報(bào)
【發(fā)明內(nèi)容】
[0007]另外，作為提高壓電驅(qū)動(dòng)裝置對(duì)被驅(qū)動(dòng)體進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的力(以下還稱(chēng)為“驅(qū)動(dòng)力”)的方法，簡(jiǎn)單地能想到使用多個(gè)上述的現(xiàn)有壓電驅(qū)動(dòng)裝置的方法。然而，在該情況下，將所使用的多個(gè)壓電驅(qū)動(dòng)裝置以整體看做I個(gè)壓電驅(qū)動(dòng)裝置，則存在與所使用的壓電驅(qū)動(dòng)裝置的數(shù)成正比地作為壓電驅(qū)動(dòng)裝置的整體的尺寸大型化的課題。因此，例如，由于如用于驅(qū)動(dòng)機(jī)器人的關(guān)節(jié)的驅(qū)動(dòng)裝置那樣，對(duì)驅(qū)動(dòng)裝置的配置空間有限制，因此可能會(huì)難以實(shí)現(xiàn)作為被期望小型且高輸出的驅(qū)動(dòng)裝置的應(yīng)用。因此，沒(méi)有對(duì)高輸出并且小型且輕量的壓電驅(qū)動(dòng)裝置的適當(dāng)結(jié)構(gòu)進(jìn)行充分研討。
[0008]本發(fā)明是為了解決上述課題中的至少一部分而提出的，可以以下述方式或適用例來(lái)實(shí)現(xiàn)。
[0009](I)根據(jù)發(fā)明的一方式，提供一種壓電驅(qū)動(dòng)裝置。該壓電驅(qū)動(dòng)裝置具備:振動(dòng)板;多個(gè)壓電驅(qū)動(dòng)部，其排列設(shè)置在上述振動(dòng)板，并分別具有能夠與被驅(qū)動(dòng)體接觸的接觸部。
[0010]根據(jù)該方式，由于在振動(dòng)板排列設(shè)置有多個(gè)壓電驅(qū)動(dòng)部，與如現(xiàn)有的那樣使用多個(gè)壓電驅(qū)動(dòng)裝置的情況相比，能夠?qū)崿F(xiàn)高輸出并且小型且輕量的壓電驅(qū)動(dòng)裝置。
[0011](2)在上述方式的壓電驅(qū)動(dòng)裝置中，上述多個(gè)壓電驅(qū)動(dòng)部也可以分別具有包括設(shè)置有電極的壓電體的壓電振動(dòng)體。
[0012]根據(jù)該方式，由于包括包含設(shè)有電極的壓電體的壓電振動(dòng)體的多個(gè)壓電驅(qū)動(dòng)部排列設(shè)置在振動(dòng)板，所以與現(xiàn)有的那樣使用多個(gè)壓電驅(qū)動(dòng)裝置的情況相比，能夠?qū)崿F(xiàn)高輸出且小型且輕量的壓電驅(qū)動(dòng)裝置。
[0013](3)在上述方式的壓電驅(qū)動(dòng)裝置中，上述振動(dòng)板可具有第一面、第二面、以及將上述第一面與上述第二面之間連接的第三面和第四面;上述壓電振動(dòng)體可設(shè)置于上述振動(dòng)板的上述第一面；上述接觸部可以是設(shè)置在上述振動(dòng)板的上述第三面或上述第四面的突起部。
[0014]根據(jù)該方式，由于在振動(dòng)板的第一面排列設(shè)置有包括壓電振動(dòng)體的壓電驅(qū)動(dòng)部，所以與現(xiàn)有的那樣使用多個(gè)壓電驅(qū)動(dòng)裝置的情況相比，能夠?qū)崿F(xiàn)高輸出且小型且輕量的壓電驅(qū)動(dòng)裝置。
[0015](4)在上述方式的壓電驅(qū)動(dòng)裝置中，上述壓電驅(qū)動(dòng)部可以具有設(shè)置在上述第二面的壓電振動(dòng)體。
[0016]根據(jù)該方式，由于壓電驅(qū)動(dòng)部隔著振動(dòng)板具有2個(gè)壓電振動(dòng)體，容易提高振動(dòng)板的振動(dòng)的效率。
[0017](5)在上述方式的壓電驅(qū)動(dòng)裝置中，上述接觸部在上述第三面和上述第四面的至少一個(gè)排成一列而設(shè)置。
[0018]根據(jù)該方式，能夠?qū)⑼ㄟ^(guò)各壓電驅(qū)動(dòng)部的壓電振動(dòng)體的振動(dòng)產(chǎn)生的驅(qū)動(dòng)力分別經(jīng)由接觸部有效地傳遞給被驅(qū)動(dòng)體。
[0019](6)在上述方式的壓電驅(qū)動(dòng)裝置中，設(shè)置有上述多個(gè)壓電驅(qū)動(dòng)部的上述振動(dòng)板可以層疊多個(gè)。
[0020]根據(jù)該方式，由于不僅是沿著振動(dòng)板設(shè)置多個(gè)壓電驅(qū)動(dòng)部，還沿著與振動(dòng)板垂直的方向設(shè)置有多個(gè)壓電驅(qū)動(dòng)部，因此多個(gè)壓電驅(qū)動(dòng)部有效地以二維方式設(shè)置，與現(xiàn)有的那樣使用多個(gè)壓電驅(qū)動(dòng)裝置的情況相比，能夠?qū)崿F(xiàn)更加高輸出并且小型且輕量的壓電驅(qū)動(dòng)裝置。
[0021](7)在上述方式的壓電驅(qū)動(dòng)裝置中，上述電極可以包括第一電極和第二電極，上述壓電振動(dòng)體可以具有:基板、形成于上述基板的上述第一電極、形成于上述第一電極的上述壓電體、以及形成于上述壓電體的上述第二電極。
[0022]根據(jù)該方式，由于能夠?qū)弘娬駝?dòng)體以小型形成，所以能夠?qū)崿F(xiàn)小型且輕量的壓電驅(qū)動(dòng)裝置。
[0023](8)在上述方式的壓電驅(qū)動(dòng)裝置中，上述振動(dòng)板可以由上述基板構(gòu)成。
[0024]根據(jù)該方式，由于壓電振動(dòng)體的基板作為振動(dòng)板構(gòu)成，所以能夠更有效地實(shí)現(xiàn)高輸出并且小型且輕量的壓電驅(qū)動(dòng)裝置。
[0025](9)在上述方式的壓電驅(qū)動(dòng)裝置中，上述基板可以是硅基板。
[0026]根據(jù)該方式，使用硅基板，能夠更有效地實(shí)現(xiàn)高輸出并且小型且輕量的壓電驅(qū)動(dòng)裝置。另外，壓電體的機(jī)械質(zhì)量系數(shù)Qm的值是數(shù)千，硅基板的機(jī)械質(zhì)量系數(shù)Qm的值是10萬(wàn)左右。因此，根據(jù)該方式，能夠增大壓電振動(dòng)體及振動(dòng)板的機(jī)械質(zhì)量系數(shù)Qm的值，從而能夠增大壓電驅(qū)動(dòng)裝置的機(jī)械質(zhì)量系數(shù)Qm的值。
[0027]本發(fā)明可以用多種方式實(shí)現(xiàn)，例如，除壓電驅(qū)動(dòng)裝置之外，能夠以壓電驅(qū)動(dòng)裝置的驅(qū)動(dòng)方法、壓電驅(qū)動(dòng)裝置的制造方法、搭載壓電驅(qū)動(dòng)裝置的機(jī)器人、搭載壓電驅(qū)動(dòng)裝置的機(jī)器人的驅(qū)動(dòng)方法、送液栗、投藥栗等多種方式實(shí)現(xiàn)。
【附圖說(shuō)明】
[0028]圖1是第一實(shí)施方式的壓電驅(qū)動(dòng)裝置的示意結(jié)構(gòu)圖。
[0029I圖2是壓電驅(qū)動(dòng)部的示意結(jié)構(gòu)圖。
[0030]圖3是振動(dòng)板的俯視圖。
[0031]圖4是示出各壓電驅(qū)動(dòng)部與驅(qū)動(dòng)電路的電連接狀態(tài)的說(shuō)明圖。
[0032]圖5是示出壓電驅(qū)動(dòng)裝置的動(dòng)作的例子的說(shuō)明圖。
[0033]圖6是示出第一實(shí)施方式的變形例的壓電驅(qū)動(dòng)裝置的示意結(jié)構(gòu)的側(cè)視圖。
[0034]圖7是示出第二實(shí)施方式的壓電驅(qū)動(dòng)裝置的示意結(jié)構(gòu)的側(cè)視圖。
[0035]圖8是示出第三實(shí)施方式的壓電驅(qū)動(dòng)裝置的示意結(jié)構(gòu)的俯視圖。
[0036]圖9是第四實(shí)施方式的壓電驅(qū)動(dòng)裝置的示意結(jié)構(gòu)圖。
[0037]圖10是示出第四實(shí)施方式的壓電驅(qū)動(dòng)裝置的制造工序的一例的流程圖。
[0038]圖11是示出第四實(shí)施方式的變形例的壓電驅(qū)動(dòng)裝置的示意結(jié)構(gòu)的剖視圖。
[0039]圖12是第五實(shí)施方式的壓電驅(qū)動(dòng)裝置的示意結(jié)構(gòu)圖。
[0040]圖13是示出第五實(shí)施方式的壓電驅(qū)動(dòng)裝置的制造工序的一例的一部分的說(shuō)明圖。
[0041]圖14是示出第五實(shí)施方式的壓電驅(qū)動(dòng)裝置的制造工序的一例的另一部分的說(shuō)明圖。
[0042]圖15是示出第五實(shí)施方式的壓電驅(qū)動(dòng)裝置的制造工序的一例的又一部分的說(shuō)明圖。
[0043]圖16是示出第六實(shí)施方式的壓電驅(qū)動(dòng)裝置的示意結(jié)構(gòu)的側(cè)視圖。
[0044]圖17是示出利用了壓電驅(qū)動(dòng)裝置的機(jī)器人的一例的說(shuō)明圖。
[0045]圖18是機(jī)器人的手腕部分的說(shuō)明圖。
[0046]圖19是示出利用了壓電驅(qū)動(dòng)裝置的送液栗的一例的說(shuō)明圖。
【具體實(shí)施方式】
[0047]A.第一實(shí)施方式:
[0048]圖1是本發(fā)明的第一實(shí)施方式的壓電驅(qū)動(dòng)裝置11的示意結(jié)構(gòu)圖。圖1(A)是壓電驅(qū)動(dòng)裝置11的俯視圖，圖1(B)是其側(cè)視圖。壓電驅(qū)動(dòng)裝置11具備振動(dòng)板200和排列設(shè)置在振動(dòng)板200的多個(gè)壓電驅(qū)動(dòng)部10。排列有壓電驅(qū)動(dòng)部10的振動(dòng)板200被支承體30的支承部310支承并固定。壓電驅(qū)動(dòng)部10具備分別配置在振動(dòng)板200的雙面的2個(gè)壓電振動(dòng)體100。此外，在圖1中，為便于圖示，使用影線示出振動(dòng)板200及支承體30。
[0049]圖2是壓電驅(qū)動(dòng)部10的示意結(jié)構(gòu)圖。圖2(A)是壓電驅(qū)動(dòng)部10的俯視圖，圖2(B)是2
(A)的B — B剖視圖，圖2(C)是2(A)的C一C剖視圖。如上所述，壓電驅(qū)動(dòng)部10具備分別配置在振動(dòng)板200的雙面(第一面211(還稱(chēng)為“表面”或“上表面”)和第二面212(還稱(chēng)為“背面”或“下表面”))的2個(gè)壓電振動(dòng)體100。壓電振動(dòng)體100具備基板120、形成于基板120上的第一電極130、形成于第一電極130上的壓電體140、以及形成于壓電體140上的第二電極150。第一電極130和第二電極150夾持著壓電體140。2個(gè)壓電振動(dòng)體100以為振動(dòng)板200中心對(duì)稱(chēng)配置。由于2個(gè)壓電振動(dòng)體100具有相同結(jié)構(gòu)，故在下文中若沒(méi)有特別提及，則對(duì)位于振動(dòng)板200上側(cè)的壓電振動(dòng)體100的結(jié)構(gòu)進(jìn)行說(shuō)明。
[0050]壓電振動(dòng)體100的基板120用作用于在成膜工藝中形成第一電極130、壓電體140和第二電極150的基板。另外，基板120還具有作為進(jìn)行機(jī)械振動(dòng)的振動(dòng)板的功能。基板120可以由例如S1、Al203、Zr02等形成。作為Si (硅)制的基板120，例如可以利用半導(dǎo)體制造用Si晶片。在該實(shí)施方式中，基板120的平面形狀是長(zhǎng)方形。基板120的厚度優(yōu)選在例如ΙΟμπι以上ΙΟΟμπι以下的范圍內(nèi)。若使基板120的厚度在ΙΟμπι以上，則能夠在基板120上進(jìn)行成膜處理時(shí)比較容易操作基板120。另外，若使基板120的厚度在ΙΟΟμπι以下，則能夠根據(jù)由薄膜形成的壓電體140的伸縮，使基板120容易地振動(dòng)。
[0051]第一電極130形成為在基板120上形成的一個(gè)連續(xù)的導(dǎo)電體層。另外，如圖2(A)所不，第二電極150被劃分為5個(gè)導(dǎo)電體層150a?150e(還稱(chēng)為“第二電極150a?150e” )。位于中央的第二電極150e在基板120的寬度方向的中央，形成為遍及基板120的幾乎整個(gè)長(zhǎng)度方向的長(zhǎng)方形形狀。其余4個(gè)第二電極150a、150b、150c、150d具有相同的平面形狀，在基板120的四角位置形成。在圖2的例子中，第一電極130和第二電極150均具有長(zhǎng)方形的平面形狀。第一電極130、第二電極150是通過(guò)例如濺射方式形成的薄膜。作為第一電極130、第二電極150的材料，可以利用例如Al(鋁)、Ni(鎳)、Au(金)、Pt(白金)、Ir(銥)等導(dǎo)電性高的任意材料。此外，可以代替將第一電極130設(shè)為I個(gè)連續(xù)的導(dǎo)電體層的方式，而將第一電極130劃分為與第二電極150a?150e實(shí)際上具有相同平面形狀的5個(gè)導(dǎo)電體層。此外，對(duì)用于第二電極150a?150e之間的電連接的布線(或布線層及絕緣層)和用于第一電極130及第二電極150a?150e與驅(qū)動(dòng)電路之間的電連接的布線(或布線層及絕緣層)，在圖2中省略了圖示。
[0052]壓電體140形成為與第二電極150a?150e實(shí)際上具有相同平面形狀的5個(gè)壓電體層。也可以代替這種方式，將壓電體140形成為與第一電極130實(shí)際上具有相同平面形狀的I個(gè)連續(xù)的壓電體層。通過(guò)第一電極130、壓電體140、及第二電極150a?150e的層疊結(jié)構(gòu)構(gòu)成5個(gè)壓電元件IlOa?IlOe(圖2(A))。
[0053]壓電體140是通過(guò)例如溶膠凝膠法、濺射法形成的薄膜。作為壓電體140的材料，可以利用采用ABO3型的鈣鈦礦結(jié)構(gòu)的陶瓷材料等表現(xiàn)出壓電效應(yīng)的任意材料。作為采用ABO3型的鈣鈦礦結(jié)構(gòu)的陶瓷材料，例如可以使用鋯鈦酸鉛(PZT)、鈦酸鋇、鈦酸鉛、鈮酸鉀、鈮酸鋰、鉭酸鋰、鎢酸鈉、氧化鋅、鈦酸鍶鋇(BST)、鉭酸鍶鉍(SBT)、偏鈮酸鉛、鋅鈮酸鉛、鈧鈮酸鉛等。另外，還可以使用除陶瓷之外的表現(xiàn)出壓電效應(yīng)的材料，例如聚偏二氟乙烯、水晶等。壓電體140的厚度優(yōu)選在例如50nm(0.05ym)以上20μπι以下的范圍內(nèi)。具有該范圍內(nèi)的厚度的壓電體140的薄膜可以利用成膜工藝而容易地形成。若使壓電體140的厚度在0.05μπι以上，則能夠根據(jù)壓電體140的伸縮產(chǎn)生充分大的力。另外，若使壓電體140的厚度在20μπι以下，則能夠使壓電振動(dòng)體100(壓電驅(qū)動(dòng)部10)充分小型化。
[0054]圖3是振動(dòng)板200的俯視圖。振動(dòng)板200具有由多個(gè)貫通孔252形成的長(zhǎng)方形形狀的多個(gè)振動(dòng)體部210、從振動(dòng)體部210的左右的長(zhǎng)邊分別延伸各3個(gè)的連接部220、以及與左右三個(gè)連接部220分別連接的2個(gè)固定部230。其中，在相鄰的2個(gè)振動(dòng)體部210的左側(cè)的振動(dòng)體部210的右側(cè)的連接部220和右側(cè)的振動(dòng)體部210的左側(cè)的連接部220共同連接于固定部230。此外，在圖3中，為便于圖示，對(duì)振動(dòng)體部210使用了影線。固定部230用于通過(guò)粘合劑將壓電驅(qū)動(dòng)裝置11固定于支承體30。振動(dòng)板200可以用例如不銹鋼、鋁、鋁合金、鈦、鈦合金、銅、銅合金、鐵一鎳合金等金屬材料形成。另外，也可以用氧化鋯、氧化鈦、氧化鋁、氧化鋅等金屬氧化物材料形成。另外，也可以用陶瓷如3;[、3;[02、3;[(]、41203、21'02等形成，也可以用金剛石形成。
[0055]在振動(dòng)體部210的上表面(第一面)及下表面(第二面)分別使用粘合劑粘合壓電振動(dòng)體100 (圖2)。振動(dòng)體部210的長(zhǎng)度L和寬度W之比優(yōu)選為L(zhǎng): W =約7:2。該比是對(duì)用于使振動(dòng)體部210進(jìn)行沿著其平面向左右彎曲的超聲波振動(dòng)(后述)而言優(yōu)選的值。振動(dòng)體部210的長(zhǎng)度L可以在例如0.1mm以上30mm以下的范圍內(nèi)，寬度W可以在例如0.05mm以上8mm以下的范圍內(nèi)。此外，為了使振動(dòng)體部210進(jìn)行超聲波振動(dòng)，長(zhǎng)度L優(yōu)選在50mm以下。振動(dòng)體部210的厚度(振動(dòng)板200的厚度)可以在例如20μπι以上700μπι以下的范圍內(nèi)。若使振動(dòng)體部210的厚度在20μπι以上，則具有用于支承壓電振動(dòng)體100的充分的剛性。另外，若使振動(dòng)體部210的厚度在700μπι以下，則能夠根據(jù)壓電振動(dòng)體100的變形產(chǎn)生充分大的變形。
[0056]在夾在振動(dòng)板200的第一面211及第二面212之間的一個(gè)第三面213，一體設(shè)置有與各壓電驅(qū)動(dòng)部10對(duì)應(yīng)的突起部20(還稱(chēng)為“接觸部”或“作用部”)。突起部20是與被驅(qū)動(dòng)體(未圖示)接觸，通過(guò)滑動(dòng)對(duì)被驅(qū)動(dòng)體賦予力的部件。突起部20由與振動(dòng)板200相同的部件一體形成。但不限于此，可以利用其它部件通過(guò)粘合劑在振動(dòng)板200的第三面粘合而一體設(shè)置。另外，突起部20優(yōu)選用陶瓷(例如S1、SiC、Al203、Zr02)等具有耐久性的材料形成。
[0057]如圖2(C)所示，振動(dòng)板200的固定部230使用粘合劑粘合并固定于支承體30的支承部310。由此，固定有壓電振動(dòng)體100的振動(dòng)體部210、即壓電驅(qū)動(dòng)部1以可振動(dòng)的方式被左右的支承部310支承。
[0058]圖4是示出各壓電驅(qū)動(dòng)部10與驅(qū)動(dòng)電路300的電連接狀態(tài)的說(shuō)明圖。在各壓電驅(qū)動(dòng)部10中，壓電振動(dòng)體100的5個(gè)第二電極150a?150e中，在對(duì)角上的一對(duì)第二電極150a、150d經(jīng)由布線151彼此電連接，在另一對(duì)角上的一對(duì)第二電極150b、150c也經(jīng)由布線152彼此電連接。這些布線151、152可通過(guò)成膜處理形成，或者可通過(guò)線狀的布線實(shí)現(xiàn)。在圖4的右側(cè)的各壓電驅(qū)動(dòng)部10的3個(gè)第二電極150b、150d、150e和第一電極130(圖2)經(jīng)由布線310、312、314、320與驅(qū)動(dòng)電路300電連接。驅(qū)動(dòng)電路300在各壓電驅(qū)動(dòng)部10的一對(duì)第二電極150a、150d和第一電極130之間共同供給周期性變化的交流電壓或脈動(dòng)電壓，由此使各壓電驅(qū)動(dòng)部10同樣地進(jìn)行超聲波振動(dòng)，從而能夠?qū)εc突起部20接觸的被驅(qū)動(dòng)體進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。例如，在被驅(qū)動(dòng)體是轉(zhuǎn)子的情況下，能夠相對(duì)于轉(zhuǎn)子中心向規(guī)定的旋轉(zhuǎn)方向旋轉(zhuǎn)；另外在被驅(qū)動(dòng)體是向規(guī)定方向可移動(dòng)的移動(dòng)體的情況下，可以使其向規(guī)定方向移動(dòng)。其中，“脈動(dòng)電壓”是指在交流電壓中加入了DC偏移的電壓，該電壓(電場(chǎng))的朝向是從一個(gè)電極朝向另一個(gè)電極的單向。另外，通過(guò)在各壓電驅(qū)動(dòng)部10的另一對(duì)第二電極150b、150c和第一電極130之間共同施加交流電壓或脈動(dòng)電壓，可以使與突起部20接觸的作為被驅(qū)動(dòng)體的轉(zhuǎn)子向反方向旋轉(zhuǎn)，并且可以使作為被驅(qū)動(dòng)體的移動(dòng)體向反方向移動(dòng)。另外，還可以在各壓電驅(qū)動(dòng)部10的一對(duì)第二電極150a、150d和第一電極130之間，各壓電驅(qū)動(dòng)部10的另一對(duì)第二電極150b、150c和第一電極130之間施加彼此錯(cuò)開(kāi)180度相位的交流電壓或脈動(dòng)電壓。在該情況下，對(duì)于上述彼此錯(cuò)開(kāi)180度相位的交流電壓或脈動(dòng)電壓，在各壓電驅(qū)動(dòng)部10的一個(gè)第二電極150e和第一電極130之間施加調(diào)整了相位的交流電壓或脈動(dòng)電壓，可以根據(jù)所調(diào)整的相位改變被驅(qū)動(dòng)體的旋轉(zhuǎn)方向、移動(dòng)方向。這種電壓施加在設(shè)置于振動(dòng)板200的雙面的各壓電振動(dòng)體100同時(shí)進(jìn)行。此外，對(duì)構(gòu)成圖4所示的布線151、152、310、312、314、320的布線(或布線層及絕緣層)，在圖2中省略了圖示。
[0059]圖5是示出壓電驅(qū)動(dòng)裝置11的動(dòng)作的例子的說(shuō)明圖。各壓電驅(qū)動(dòng)部10的突起部20與垂直于作為被驅(qū)動(dòng)體的轉(zhuǎn)子50的中心51的旋轉(zhuǎn)面(朝直面垂直方向的面)52的外周側(cè)接觸。在圖5所示的例子中，驅(qū)動(dòng)電路300(圖4)在各壓電驅(qū)動(dòng)部10的一對(duì)第二電極150a、150d和第一電極130之間施加交流電壓或脈動(dòng)電壓，壓電元件110a、IlOd在圖4的箭頭X的方向伸縮。與此相應(yīng)地，各壓電驅(qū)動(dòng)部10的振動(dòng)體部210在振動(dòng)體部210的平面內(nèi)彎曲而變形為蛇形形狀(S字形狀)。由此，各壓電驅(qū)動(dòng)部10的突起部20的前端22基于與轉(zhuǎn)子50的旋轉(zhuǎn)面52平行的方向的往復(fù)運(yùn)動(dòng)(以下還稱(chēng)為“彎曲振動(dòng)”)成分和垂直于旋轉(zhuǎn)面52的方向的往復(fù)運(yùn)動(dòng)(以下還稱(chēng)為“縱振動(dòng)”)成分在箭頭y的方向上進(jìn)行橢圓運(yùn)動(dòng)。此時(shí)，在突起部20與旋轉(zhuǎn)面52接觸的期間，各壓電驅(qū)動(dòng)部10根據(jù)基于從突起部20對(duì)旋轉(zhuǎn)面52賦予的力所產(chǎn)生的摩擦力，在旋轉(zhuǎn)面52上朝用粗箭頭表示的方向滑動(dòng)。其結(jié)果為，轉(zhuǎn)子50根據(jù)從各壓電驅(qū)動(dòng)部10被賦予的力的總和，繞其中心51向規(guī)定的方向z (在圖4中，從壓電驅(qū)動(dòng)部10側(cè)看時(shí)逆時(shí)針?lè)较?旋轉(zhuǎn)。此外，圖3中描述過(guò)的振動(dòng)板200的3個(gè)連接部220被設(shè)置于這種振動(dòng)體部210的振動(dòng)的節(jié)的位置。此外，在驅(qū)動(dòng)電路300對(duì)另一對(duì)第二電極150b、150c和第一電極130之間施加交流電壓或脈動(dòng)電壓的情況下，突起部20的前端22向反方向進(jìn)行橢圓移動(dòng)，轉(zhuǎn)子50向反方向旋轉(zhuǎn)。此外，若對(duì)中央的第二電極150e施加與一對(duì)第二電極150a、150d(或另一對(duì)第二電極150b、150c)相同的電壓，則壓電驅(qū)動(dòng)部10在長(zhǎng)邊方向伸縮，因此可以進(jìn)一步增大從突起部20對(duì)轉(zhuǎn)子50賦予的力。此外，對(duì)于壓電驅(qū)動(dòng)部10(或壓電振動(dòng)體100)的這種動(dòng)作，已在上述現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)1(日本特開(kāi)2004 — 320979號(hào)公報(bào)或?qū)?yīng)的美國(guó)專(zhuān)利第7224102號(hào))中記載，其公開(kāi)內(nèi)容以參照方式納入本文中。
[0060]以上，在本實(shí)施方式的壓電驅(qū)動(dòng)裝置11中，多個(gè)壓電振動(dòng)體100在振動(dòng)板200的第一面211排成一列，并且多個(gè)壓電振動(dòng)體100在第二面212以成對(duì)方式排成一列，由上下一對(duì)壓電振動(dòng)體100構(gòu)成的多個(gè)壓電驅(qū)動(dòng)部10具有在振動(dòng)板200排成一列的結(jié)構(gòu)。由此，與像現(xiàn)有的那樣，使用與本實(shí)施方式的一個(gè)壓電驅(qū)動(dòng)部10對(duì)應(yīng)的使用了多個(gè)壓電驅(qū)動(dòng)裝置的驅(qū)動(dòng)裝置相比，能夠?qū)崿F(xiàn)小型且輕量的壓電驅(qū)動(dòng)裝置。
[0061 ]另外，在本實(shí)施方式中，壓電體140的長(zhǎng)度可以在0.1mm以上30mm以下的范圍內(nèi)，寬度W可以在例如0.05mm以上8mm以下的范圍內(nèi)，因此能夠?qū)崿F(xiàn)小型的壓電驅(qū)動(dòng)部10。此外，若使壓電體140的厚度在0.05μπι以上，則能夠根據(jù)壓電體140的伸縮產(chǎn)生充分大的力。另外，若使壓電體140的厚度在20μπι以下，則即使施加于壓電體140的電壓在600V以下也能夠產(chǎn)生充分大的力。因此，能夠用廉價(jià)的元件構(gòu)成用于對(duì)壓電驅(qū)動(dòng)部10進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)電路300。但實(shí)際上，施加于壓電體140的電壓在20?40V的范圍內(nèi)已充分。此外，可使壓電體的厚度在400nm以上，在該情況下，能夠增大在壓電元件產(chǎn)生的力。
[0062]若將壓電體140通過(guò)溶膠凝膠法形成，則在容易形成薄壓電體這一點(diǎn)上優(yōu)選。另夕卜，容易使壓電體的結(jié)晶的晶格方向一致，因此能夠增大施加相同電壓時(shí)的壓電體的形狀的變形，并且在能夠增大耐壓這一點(diǎn)上優(yōu)選。此外，壓電體140也可以通過(guò)濺射法形成。通過(guò)濺射法也能夠得到與溶膠凝膠法相同的效果。
[0063]另外，在本實(shí)施方式中，壓電元件(IlOa?IlOe)在作為基板120的Si制的基板等機(jī)械質(zhì)量系數(shù)Qm值高的基板上形成，因此與沒(méi)有這種基板120的情況相比，能夠增加壓電驅(qū)動(dòng)部10的機(jī)械質(zhì)量系數(shù)Qm的值。尤其是，Si制的基板的機(jī)械質(zhì)量系數(shù)Qm值是10萬(wàn)左右，因此若使用Si制的基板120，則能夠增加壓電驅(qū)動(dòng)部10的機(jī)械質(zhì)量系數(shù)Qm的值。
[0064]另外，雖然在本實(shí)施方式中，設(shè)置有從振動(dòng)體部210的左右長(zhǎng)邊分別延伸各3個(gè)的連接部220(參照?qǐng)D3)，但連接部220的配置位置、數(shù)量并不限于此，可以采用多種配置位置、數(shù)量。例如，可以采用在振動(dòng)體部210的突起部20與為相反側(cè)的短邊設(shè)置連接部，以懸臂梁方式支承振動(dòng)體部210的結(jié)構(gòu)。在采用這種懸臂梁結(jié)構(gòu)的情況下，可以省略振動(dòng)體部210的長(zhǎng)邊的側(cè)方的固定部230(參照?qǐng)D3)。
[0065]圖6是示出第一實(shí)施方式的變形例的壓電驅(qū)動(dòng)裝置11A、11B的示意結(jié)構(gòu)的側(cè)視圖。圖6也與圖1相同地，為便于圖示，使用影線示出對(duì)振動(dòng)板200及支承體30。在上述實(shí)施方式中，示出了在振動(dòng)板200的雙面分別排列有多個(gè)壓電振動(dòng)體100的結(jié)構(gòu)的壓電驅(qū)動(dòng)裝置11。然而，并不限于此，如圖6(A)所示，可以采用在振動(dòng)板200的第一面211排列有多個(gè)壓電振動(dòng)體100的結(jié)構(gòu)的壓電驅(qū)動(dòng)裝置11A，并且如圖6(B)所示，可以采用在振動(dòng)板200的第二面212排列有多個(gè)壓電振動(dòng)體100的結(jié)構(gòu)。這些壓電驅(qū)動(dòng)裝置11A、IIB也能夠?qū)崿F(xiàn)與上述第一實(shí)施方式的壓電驅(qū)動(dòng)裝置11相同的小型且輕量壓電驅(qū)動(dòng)裝置。其中，采用在振動(dòng)板200的雙面分別設(shè)置有壓電振動(dòng)體100的結(jié)構(gòu)，在使振動(dòng)板200的各振動(dòng)體部210變形為在其平面內(nèi)彎曲的蛇形形狀更容易實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)優(yōu)選。此外，雖然省略了圖示，但也可以采用在振動(dòng)板200的第一面211和第二面212交替排列多個(gè)壓電驅(qū)動(dòng)部10的結(jié)構(gòu)、在第一面211和第二面適當(dāng)分配而排列的結(jié)構(gòu)。
[0066]B.第二實(shí)施方式:
[0067]圖7是示出第二實(shí)施方式的壓電驅(qū)動(dòng)裝置IlC的示意結(jié)構(gòu)的側(cè)視圖。圖7也與圖1相同地，為便于圖示，使用影線示出振動(dòng)板200及支承體30。壓電驅(qū)動(dòng)裝置IlC是將第一實(shí)施方式的壓電驅(qū)動(dòng)裝置11(參照?qǐng)D1)沿著與排列有壓電驅(qū)動(dòng)部10的面(第一面211、第二面)垂直的方向?qū)盈B多個(gè)的結(jié)構(gòu)的壓電驅(qū)動(dòng)裝置。即，該壓電驅(qū)動(dòng)裝置IlC是將排列有多個(gè)壓電振動(dòng)體100的振動(dòng)板200沿著與排列有壓電振動(dòng)體100的面垂直的方向隔著支承體30層疊多個(gè)的層疊結(jié)構(gòu)的壓電驅(qū)動(dòng)裝置。各壓電驅(qū)動(dòng)裝置11用粘合劑固定于在正下方的壓電驅(qū)動(dòng)裝置11的支承體30設(shè)置的支承框312上。
[0068]以上，本實(shí)施方式的壓電驅(qū)動(dòng)裝置IIC具有將在振動(dòng)板200排列有多個(gè)壓電驅(qū)動(dòng)部10的壓電驅(qū)動(dòng)裝置11沿著與排列有多個(gè)壓電驅(qū)動(dòng)部10的面垂直的方向?qū)盈B多個(gè)的結(jié)構(gòu)。由此，與如現(xiàn)有的那樣使用與本實(shí)施方式的一個(gè)壓電驅(qū)動(dòng)部10對(duì)應(yīng)的使用了多個(gè)壓電驅(qū)動(dòng)裝置的驅(qū)動(dòng)裝置相比，能夠?qū)崿F(xiàn)小型且輕量壓電驅(qū)動(dòng)裝置。另外，在第一實(shí)施方式的壓電驅(qū)動(dòng)裝置11中，多個(gè)壓電驅(qū)動(dòng)部10以線性排列的情況，在第二實(shí)施方式的壓電驅(qū)動(dòng)裝置IlC中，多個(gè)壓電驅(qū)動(dòng)部10以二維形式排列。由此，能夠更有效地排列多個(gè)壓電驅(qū)動(dòng)部10，因此能夠更有效地實(shí)現(xiàn)高輸出并且小型且輕量的壓電驅(qū)動(dòng)裝置。
[0069]C.第三實(shí)施方式:
[0070]圖8是示出第三實(shí)施方式的壓電驅(qū)動(dòng)裝置IlD的示意結(jié)構(gòu)的俯視圖。壓電驅(qū)動(dòng)裝置IlD是在振動(dòng)板200D的夾在第一面211及第二面212之間的第三面213具有突起部20的第一壓電驅(qū)動(dòng)部10a、和在與第三面213對(duì)置的第四面214具有突起部20的第二壓電驅(qū)動(dòng)部1b交替排列而成的結(jié)構(gòu)的壓電驅(qū)動(dòng)裝置。圖8也與圖1相同地，為便于圖示，使用影線示出振動(dòng)板200D。另外，支承體30被省略。
[0071]第一壓電驅(qū)動(dòng)部10a、第二壓電驅(qū)動(dòng)部1b的結(jié)構(gòu)與第一實(shí)施方式的壓電驅(qū)動(dòng)部10相同。另外，多個(gè)第一壓電驅(qū)動(dòng)部1a各自的3個(gè)第二電極150b、150d、150e和第一電極130(參照?qǐng)D2)經(jīng)由布線310a、312a、314a、320a與驅(qū)動(dòng)電路300D電連接。另外，多個(gè)第二壓電驅(qū)動(dòng)部1b各自的3個(gè)第二電極150b、150d、150e和第一電極130(參照?qǐng)D2)經(jīng)由布線310b、312b、314b、320b與驅(qū)動(dòng)電路300D電連接。并且，多個(gè)第一壓電驅(qū)動(dòng)部1a及多個(gè)第二壓電驅(qū)動(dòng)部1b的每個(gè)分別被驅(qū)動(dòng)電路300D驅(qū)動(dòng)。驅(qū)動(dòng)電路300D的對(duì)多個(gè)第一壓電驅(qū)動(dòng)部1a進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的電路部分及對(duì)多個(gè)第二壓電驅(qū)動(dòng)部1b進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的電路部分與第一實(shí)施方式的驅(qū)動(dòng)電路300相同。
[0072]本實(shí)施方式的壓電驅(qū)動(dòng)裝置IlD與現(xiàn)有的那樣，使用了與本實(shí)施方式的一個(gè)壓電驅(qū)動(dòng)部10對(duì)應(yīng)的多個(gè)壓電驅(qū)動(dòng)裝置的驅(qū)動(dòng)裝置相比，也能夠?qū)崿F(xiàn)小型且輕量的壓電驅(qū)動(dòng)裝置。
[0073]另外，在壓電驅(qū)動(dòng)裝置IlD中，通過(guò)多個(gè)第一壓電驅(qū)動(dòng)部1a被驅(qū)動(dòng)電路300D驅(qū)動(dòng)，能夠使被驅(qū)動(dòng)體50a動(dòng)作，并且通過(guò)多個(gè)第二壓電驅(qū)動(dòng)部1b被驅(qū)動(dòng)，能夠?qū)Ρ或?qū)動(dòng)體50b進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。由此，能夠用壓電驅(qū)動(dòng)裝置IlD對(duì)于被驅(qū)動(dòng)體50b的動(dòng)作量和被驅(qū)動(dòng)體50a對(duì)于壓電驅(qū)動(dòng)裝置11D的動(dòng)作量之和的動(dòng)作量使被驅(qū)動(dòng)體50a相對(duì)于被驅(qū)動(dòng)體50b動(dòng)作。
[0074]D.第四實(shí)施方式:
[0075]圖9是第四實(shí)施方式的壓電驅(qū)動(dòng)裝置IlE的示意結(jié)構(gòu)圖，是與第一實(shí)施方式的壓電驅(qū)動(dòng)裝置11的圖2對(duì)應(yīng)的圖。圖9(A)是示出壓電驅(qū)動(dòng)裝置IlE的I個(gè)壓電驅(qū)動(dòng)部1E的示意結(jié)構(gòu)的俯視圖，圖9(B)是圖9(A)的B—B剖視圖，圖9(C)是圖9(A)的C—C剖視圖。壓電驅(qū)動(dòng)裝置IlE與第一實(shí)施方式的變形例的壓電驅(qū)動(dòng)裝置11A(參照?qǐng)D6)相同，是僅在振動(dòng)板200E的第一面211排列有多個(gè)作為壓電驅(qū)動(dòng)部1E的壓電振動(dòng)體100E的壓電驅(qū)動(dòng)裝置。與圖2作比較可知，壓電振動(dòng)體100E為省略了基板120的結(jié)構(gòu)。這是因?yàn)?，在壓電?qū)動(dòng)裝置IlE中，通過(guò)在形成于基板120E的多個(gè)壓電振動(dòng)體100E的周?chē)纬韶炌?52，在基板120E形成振動(dòng)體部210、連接部220和固定部230，并且將基板120E的外形形狀形成為與振動(dòng)板200E的外形形狀(參照?qǐng)D3)及突起部20對(duì)應(yīng)的形狀，使基板120E作為振動(dòng)板200E及突起部20發(fā)揮功能。此夕卜，其余結(jié)構(gòu)與第一實(shí)施方式的壓電驅(qū)動(dòng)裝置11的變形例的壓電驅(qū)動(dòng)裝置IlA相同。
[0076]圖10是示出壓電驅(qū)動(dòng)裝置IlE的制造工序的一例的流程圖。在步驟SlO中，在作為基板120E的Si晶片120W上，通過(guò)成膜處理，對(duì)多個(gè)壓電驅(qū)動(dòng)裝置IlE的每個(gè)形成與I個(gè)壓電驅(qū)動(dòng)裝置IlE對(duì)應(yīng)的多個(gè)壓電元件110E，由此形成用于各壓電驅(qū)動(dòng)裝置IlE而排列的多個(gè)壓電振動(dòng)體100E。此外，壓電振動(dòng)體10E的形成與第一實(shí)施方式的壓電振動(dòng)體100(參照?qǐng)D2)相同，因此在此省略對(duì)其的說(shuō)明。Si (硅)的機(jī)械質(zhì)量系數(shù)Qm的值是10萬(wàn)左右的較大值，因此能夠增加壓電振動(dòng)體100E(壓電驅(qū)動(dòng)部10E)及振動(dòng)板200E的機(jī)械質(zhì)量系數(shù)Qm。在步驟S20中，在與Si晶片120W上的各壓電驅(qū)動(dòng)裝置IlE對(duì)應(yīng)的基板120E的部分，經(jīng)蝕刻形成振動(dòng)板200E的外形形狀及突起部20，并在各壓電振動(dòng)體100E的周?chē)纬韶炌?52，由此形成振動(dòng)體部210、連接部220和固定部230，并在Si晶片120W形成多個(gè)壓電驅(qū)動(dòng)裝置11E。在步驟S30中，將形成于Si晶片120W的多個(gè)壓電驅(qū)動(dòng)裝置IlE通過(guò)激光切割而分離。其結(jié)果，能夠從I片Si晶片120W同時(shí)制造多個(gè)壓電驅(qū)動(dòng)裝置11E。
[0077]圖11是示出第四實(shí)施方式的變形例的壓電驅(qū)動(dòng)裝置IlF的I個(gè)壓電驅(qū)動(dòng)部1F的示意結(jié)構(gòu)的剖視圖。圖11與圖9(B)的B — B剖視圖對(duì)應(yīng)。該壓電驅(qū)動(dòng)裝置IlF是如下壓電驅(qū)動(dòng)裝置:對(duì)于2個(gè)壓電驅(qū)動(dòng)裝置11E(參照?qǐng)D9)，將作為振動(dòng)板200E的基板120E的第二面212貼在一起，以使2個(gè)壓電驅(qū)動(dòng)裝置IlE各自的壓電驅(qū)動(dòng)部1E上下對(duì)稱(chēng)，該壓電驅(qū)動(dòng)裝置IlF是與第一實(shí)施方式的壓電驅(qū)動(dòng)裝置11(參照?qǐng)D2)對(duì)應(yīng)的壓電驅(qū)動(dòng)裝置。
[0078]以上，在本實(shí)施方式的壓電驅(qū)動(dòng)裝置IlE中，通過(guò)成膜工藝，能夠在Si基板120E上一體形成多個(gè)作為使壓電驅(qū)動(dòng)部1E的多個(gè)壓電振動(dòng)體100E排列在振動(dòng)板200E而得的壓電驅(qū)動(dòng)裝置。另外，通過(guò)將壓電驅(qū)動(dòng)裝置IlE貼在一起，能夠一體形成壓電驅(qū)動(dòng)裝置11F。通過(guò)成膜工藝能夠在Si晶片120W上精確制造壓電驅(qū)動(dòng)裝置IlE，因此與第一實(shí)施方式及其變形例的壓電驅(qū)動(dòng)裝置11、11A?IlB相比，可以實(shí)現(xiàn)更為小型且輕量的壓電驅(qū)動(dòng)裝置。另外，通過(guò)成膜處理，能夠在一片Si晶片120W上同時(shí)形成多個(gè)壓電驅(qū)動(dòng)裝置11E，從而能夠提高制造效率。
[0079]對(duì)于變形例的壓電驅(qū)動(dòng)裝置11F，作為將本實(shí)施方式的壓電驅(qū)動(dòng)裝置IlE貼在一起的壓電驅(qū)動(dòng)裝置進(jìn)行了說(shuō)明，但在壓電驅(qū)動(dòng)裝置IlE的基板120E的第二面212側(cè)也可以與第一面211側(cè)相同地，通過(guò)成膜處理形成壓電振動(dòng)體100E，由此進(jìn)行制造。
[0080]此外，在本實(shí)施方式及變形例中，對(duì)將Si制的基板作為壓電振動(dòng)體的基板并作為振動(dòng)板而發(fā)揮功能的情況進(jìn)行了說(shuō)明，但不限于此，可以利用能用作成膜處理的基板的多種基板，一體形成壓電振動(dòng)體的基板及振動(dòng)板。
[0081 ] E.第五實(shí)施方式:
[0082]在第四實(shí)施方式中，以將Si制的基板作為壓電振動(dòng)體的基板并作為振動(dòng)板發(fā)揮功能的方式，將使用成膜工藝一體形成壓電振動(dòng)體和振動(dòng)板的壓電驅(qū)動(dòng)裝置以與支承體30的支承部310粘合而固定的壓電驅(qū)動(dòng)裝置11E(參照?qǐng)D9)示出。對(duì)此，如下所述，除使用成膜工序一體形成壓電振動(dòng)體和振動(dòng)板之外，還能夠一體形成支承體。
[0083]圖12是第五實(shí)施方式的壓電驅(qū)動(dòng)裝置IlG的示意結(jié)構(gòu)圖，是與第一實(shí)施方式的圖1對(duì)應(yīng)的圖。圖12(A)是壓電驅(qū)動(dòng)裝置IlG的俯視圖，圖12(B)是其側(cè)視圖。此外，為了便于進(jìn)行以下的圖示及說(shuō)明，圖12中以在振動(dòng)板200G排列有3個(gè)壓電驅(qū)動(dòng)部1G的結(jié)構(gòu)為例示出，但不限于此，可以采用排列有多種個(gè)數(shù)的壓電驅(qū)動(dòng)部10G。
[0084]壓電驅(qū)動(dòng)裝置IlG與壓電驅(qū)動(dòng)裝置11E(參照?qǐng)D9)相同地，在振動(dòng)板200G的上表面(第一面)一體形成有作為壓電驅(qū)動(dòng)部1G的壓電振動(dòng)體100G。另外，在與振動(dòng)板200G的下表面(第二面)的固定部230對(duì)應(yīng)的位置一體形成有構(gòu)成支承體30G的支承部310。該壓電驅(qū)動(dòng)裝置IlG與壓電驅(qū)動(dòng)裝置IlE同樣地，可以使用成膜工藝來(lái)制造。
[0085]圖13?圖15是示出壓電驅(qū)動(dòng)裝置IIG的制造工序的一例的說(shuō)明圖。首先，如圖13
(B)的側(cè)視圖所示，通過(guò)使Si晶片120W的上表面氧化，形成成為振動(dòng)板200G的S12層120G，在其上表面，如圖13(A)的俯視圖所示，形成壓電振動(dòng)體100G。壓電振動(dòng)體100G的形成與第一實(shí)施方式的壓電振動(dòng)體100(參照?qǐng)D2)相同，因此在此省略對(duì)其的說(shuō)明。此外，可以通過(guò)在Si晶片120W的上表面形成氧化鋁等，形成振動(dòng)板200G。
[0086]接下來(lái)，如圖14(A)的俯視圖、圖14(B)(即，圖14(A)的B — B剖視圖)、及圖14(C)(SP，圖14(A)的C一C剖視圖)所示，通過(guò)將各壓電振動(dòng)體100G的周D的S12層120G(振動(dòng)板200G)的一部用蝕刻等去除，形成突起部20、振動(dòng)體部210、連接部220、及固定部230。
[0087]接下來(lái)，如圖15(A)的俯視圖、圖15(B)(即，圖15(A)的B— B剖視圖)、及15(C)(即，圖15 (A)的C 一 C剖視圖)所示，以將與沿著振動(dòng)板200G (S i02層120G)的振動(dòng)體部210的長(zhǎng)邊方向的固定部230對(duì)應(yīng)的Si晶片120W的部分作為支承部310留下的方式，將其余部分以蝕刻方式去除，從而形成支承體30G。由此、能夠制造一體形成有支承體30G的壓電驅(qū)動(dòng)裝置IlG(參照?qǐng)D12)。
[0088]此外，雖然省略了圖示，但像在第四實(shí)施方式說(shuō)明的那樣，能夠在Si晶片120W形成多個(gè)壓電驅(qū)動(dòng)裝置11G，因此將這些多個(gè)壓電驅(qū)動(dòng)裝置IlG通過(guò)激光切割而分離。由此，能夠從I片Si晶片120W同時(shí)制造多個(gè)壓電驅(qū)動(dòng)裝置11G。
[0089]F.第六實(shí)施方式:
[0090]圖16是示出第六實(shí)施方式的壓電驅(qū)動(dòng)裝置IlH的示意結(jié)構(gòu)的側(cè)視圖，是與第二實(shí)施方式的圖7對(duì)應(yīng)的圖。壓電驅(qū)動(dòng)裝置IlH是通過(guò)經(jīng)由支承體30G的支承部310將壓電驅(qū)動(dòng)裝置11G(參照?qǐng)D12)層疊在其他壓電驅(qū)動(dòng)裝置11G，具有層疊有多個(gè)壓電驅(qū)動(dòng)裝置IlG的層疊結(jié)構(gòu)的壓電驅(qū)動(dòng)裝置。在各壓電驅(qū)動(dòng)裝置IlG中，上側(cè)的壓電驅(qū)動(dòng)裝置IlG的支承部310的下表面和下側(cè)的壓電驅(qū)動(dòng)裝置IlG的振動(dòng)板200G之間用粘合劑粘合。
[0091]G.使用了壓電驅(qū)動(dòng)裝置的裝置的實(shí)施方式:
[0092]上述壓電驅(qū)動(dòng)裝置11?IlH是能夠通過(guò)利用諧振對(duì)被驅(qū)動(dòng)體賦予較大的力裝置，可適用于各種裝置。壓電驅(qū)動(dòng)裝置11?IlH例如可以用作機(jī)器人(也包括電子部件搬送裝置(IC處理器))、投藥用栗、表的送日歷裝置、印刷裝置(例如送紙機(jī)構(gòu)。其中，在用于頭部的壓電驅(qū)動(dòng)裝置中，不使振動(dòng)板諧振，因此不可以用于頭部。)等各種機(jī)器的驅(qū)動(dòng)裝置。下文中，對(duì)代表性的實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明。
[0093]圖17是示出利用上述壓電驅(qū)動(dòng)裝置IlC的機(jī)器人2050的一例的說(shuō)明圖。機(jī)器人2050具有臂2010(還稱(chēng)為“腕部”)，臂2010具備多個(gè)連桿部2012(還稱(chēng)為“連桿部件”)和多個(gè)關(guān)節(jié)部2020，多個(gè)關(guān)節(jié)部2020以可轉(zhuǎn)動(dòng)或彎曲的狀態(tài)連接這些連桿部2012之間。每個(gè)關(guān)節(jié)部2020中內(nèi)置有上述壓電驅(qū)動(dòng)裝置11C，可以使用壓電驅(qū)動(dòng)裝置IlC使關(guān)節(jié)部2020轉(zhuǎn)動(dòng)或彎曲任意角度。在臂2010的前端連接有機(jī)器人手2000。機(jī)器人手2000具備一對(duì)把持部2003。在機(jī)器人手2000中也內(nèi)置有壓電驅(qū)動(dòng)裝置11C，可以使用壓電驅(qū)動(dòng)裝置IlC對(duì)把持部2003進(jìn)行開(kāi)閉而把持物品。另外，在機(jī)器人手2000和臂2010之間也設(shè)置有壓電驅(qū)動(dòng)裝置11C，可以使用壓電驅(qū)動(dòng)裝置IlC使機(jī)器人手2000相對(duì)于臂2010旋轉(zhuǎn)。
[0094]圖18是圖17所示的機(jī)器人2050的手腕部分的說(shuō)明圖。手腕的關(guān)節(jié)部2020夾持手腕轉(zhuǎn)動(dòng)部2022，手腕的連桿部2012以繞手腕轉(zhuǎn)動(dòng)部2022的中心軸O可轉(zhuǎn)動(dòng)的方式安裝在手腕轉(zhuǎn)動(dòng)部2022。手腕轉(zhuǎn)動(dòng)部2022具備壓電驅(qū)動(dòng)裝置11C，壓電驅(qū)動(dòng)裝置IIC使手腕的連桿部2012及機(jī)器人手2000繞中心軸O轉(zhuǎn)動(dòng)。機(jī)器人手2000立設(shè)有多個(gè)把持部2003。把持部2003的基端部在機(jī)器人手2000內(nèi)可移動(dòng)，在該把持部2003的根部搭載有壓電驅(qū)動(dòng)裝置11C。因此，通過(guò)使壓電驅(qū)動(dòng)裝置IIC動(dòng)作，能夠移動(dòng)把持部2003而使其把持目標(biāo)。
[0095]此外，作為機(jī)器人，不限于單腕的機(jī)器人，在腕的個(gè)數(shù)在2以上的多腕機(jī)器人中也可以適用壓電驅(qū)動(dòng)裝置11C。其中，在手腕的關(guān)節(jié)部2020、機(jī)器人手2000的內(nèi)部，除了壓電驅(qū)動(dòng)裝置IlC之外，包含對(duì)力傳感器、陀螺儀傳感器等各種裝置供應(yīng)電力的電源線、傳遞信號(hào)的信號(hào)線等，從而需要非常多的布線。因此，在關(guān)節(jié)部2020、機(jī)器人手2000的內(nèi)部配置布線是非常困難的。然而，在上述實(shí)施方式的壓電驅(qū)動(dòng)裝置11C，由于可以相比通常的電動(dòng)馬達(dá)、現(xiàn)有的壓電驅(qū)動(dòng)裝置減小驅(qū)動(dòng)電流，所以在像關(guān)節(jié)部2020(尤其是臂2010的頂端的關(guān)節(jié)部)、機(jī)器人手2000這種小空間中也可以配置布線。另外，由于壓電驅(qū)動(dòng)裝置IlC是小型且輕量結(jié)構(gòu)，與為了獲得相同輸出而使用多個(gè)現(xiàn)有的壓電驅(qū)動(dòng)裝置的情況相比，更容易內(nèi)置于關(guān)節(jié)部2020、機(jī)器人手2000，并且容易產(chǎn)生為了使這些動(dòng)作所需的輸出。
[0096]圖19是示出利用了上述壓電驅(qū)動(dòng)裝置IlC的送液栗2200的一例的說(shuō)明圖。在送液栗2200的殼體2230內(nèi)設(shè)置有容器2211、管2212、壓電驅(qū)動(dòng)裝置11C、轉(zhuǎn)子2222、減速傳達(dá)機(jī)構(gòu)2223、凸輪2202、多個(gè)指狀物 2213、2214、2215、2216、2217、2218、2219。容器 2211 是用于收容作為運(yùn)輸對(duì)象的液體的收容部。管2212是用于運(yùn)輸從容器2211送出的液體的管。壓電驅(qū)動(dòng)裝置IIC的多個(gè)突起部20以向轉(zhuǎn)子2222的側(cè)面按壓的狀態(tài)設(shè)置，壓電驅(qū)動(dòng)裝置IIC使轉(zhuǎn)子2222旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)。轉(zhuǎn)子2222的旋轉(zhuǎn)力經(jīng)由減速傳達(dá)機(jī)構(gòu)2223向凸輪2202傳遞。指狀物2213至2219是用于封閉管2212的部件。若凸輪2202旋轉(zhuǎn)，則通過(guò)凸輪2202的突起部2202A，指狀物2213至2219依次被推向放射方向外側(cè)。指狀物2213至2219從運(yùn)輸方向上游側(cè)(容器2211側(cè))開(kāi)始依次封閉管2212。由此，管2212內(nèi)的液體依次被運(yùn)向下游側(cè)。這樣的話，可以以高精度運(yùn)輸極少量的液體，而且還能夠?qū)崿F(xiàn)小型送液栗2200。此外，各部件的配置不限于圖示中的配置。另外，也可以采用不具備指狀物等部件而由設(shè)置于轉(zhuǎn)子2222的球等封閉管2212的結(jié)構(gòu)。上述送液栗2200可以用于將胰島等藥液投藥給人體的投藥裝置等。其中，由于通過(guò)使用上述實(shí)施方式的壓電驅(qū)動(dòng)裝置11C，相比現(xiàn)有的壓電驅(qū)動(dòng)裝置減小驅(qū)動(dòng)電流，所以能夠抑制投藥裝置的電力消耗。因此，在對(duì)投藥裝置進(jìn)行電池驅(qū)動(dòng)的情況下尤其有效。
[0097]本發(fā)明并不限于上述的實(shí)施方式、實(shí)施例、變形例，在不脫離本發(fā)明的主旨的范圍的情況下能夠以各種結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)。例如，對(duì)于與記載在
【發(fā)明內(nèi)容】
一項(xiàng)的各方式中的技術(shù)特征對(duì)應(yīng)的實(shí)施方式、實(shí)施例、變形例中的技術(shù)特征，為了解決上述課題的一部分或全部，或者起到上述效果的一部分或全部，可進(jìn)行適當(dāng)?shù)奶鎿Q、組合。另外，若在本說(shuō)明書(shū)中沒(méi)有說(shuō)明該技術(shù)特征是必要的，則可以適當(dāng)刪除。
[0098]附圖標(biāo)記說(shuō)明
[0099]10、1(^."壓電驅(qū)動(dòng)部；1(^、101^"壓電驅(qū)動(dòng)部；11、11厶、118、11(:、110、1^、11卩、116、11!1‘"壓電驅(qū)動(dòng)裝置;20‘"突起部(接觸部、作用部)；5(^_轉(zhuǎn)子(被驅(qū)動(dòng)體)；50&、5013...轉(zhuǎn)子(被驅(qū)動(dòng)體)；51…被驅(qū)動(dòng)體的中心；100、100E、100G…壓電振動(dòng)體；110、110a、110b、110(:、110(1、11(^"壓電元件；120、12(^"基板；1206"^02層；1201.^晶片；13(^.第一電極；140 …壓電體；150、15(^、15013、150(3、150(1、15(^."第二電極；151、152丨布線；200、20(?、200G…振動(dòng)板;210…振動(dòng)體部；211...第一面；212…第二面；213…第三面；214…第四面；220…連接部；230…固定部；300、300D...驅(qū)動(dòng)電路；310、312、314、32(^.布線；31(^、312&、314a、320a …布線；310b、312b、314b、320b …布線；2000...機(jī)器人手；2003...把持部；2010...臂；2012…連桿部；2020…關(guān)節(jié)部；2022...手腕轉(zhuǎn)動(dòng)部；2050…機(jī)器人；2200...送液栗；2202...凸輪;2202A …突起部；2211...容器;2212..?管；2213...指狀物;2222...轉(zhuǎn)子;2223...減速傳達(dá)機(jī)構(gòu);2230...殼體。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種壓電驅(qū)動(dòng)裝置，其特征在于，具備: 振動(dòng)板;和 多個(gè)壓電驅(qū)動(dòng)部，設(shè)置于所述振動(dòng)板，并分別具有能夠與被驅(qū)動(dòng)體接觸的接觸部。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓電驅(qū)動(dòng)裝置，其特征在于， 所述多個(gè)壓電驅(qū)動(dòng)部分別具有包括壓電體的壓電振動(dòng)體，所述壓電體設(shè)置有電極。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的壓電驅(qū)動(dòng)裝置，其特征在于， 所述振動(dòng)板具有第一面、第二面、以及將所述第一面與所述第二面之間連接的第三面和第四面， 所述壓電振動(dòng)體設(shè)置于所述振動(dòng)板的所述第一面， 所述接觸部是設(shè)置于所述振動(dòng)板的所述第三面或所述第四面的突起部。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的壓電驅(qū)動(dòng)裝置，其特征在于， 所述壓電驅(qū)動(dòng)部具有設(shè)置于所述第二面的壓電振動(dòng)體。5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的壓電驅(qū)動(dòng)裝置，其特征在于， 多個(gè)所述接觸部排成一列地設(shè)置在所述第三面和所述第四面中的至少一個(gè)。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓電驅(qū)動(dòng)裝置，其特征在于， 設(shè)置有所述多個(gè)壓電驅(qū)動(dòng)部的所述振動(dòng)板被層疊多個(gè)。7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的壓電驅(qū)動(dòng)裝置，其特征在于， 所述電極包括第一電極和第二電極， 所述壓電振動(dòng)體具有基板、形成于所述基板的所述第一電極、形成于所述第一電極的所述壓電體、以及形成于所述壓電體的所述第二電極。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的壓電驅(qū)動(dòng)裝置，其特征在于， 所述振動(dòng)板由所述基板構(gòu)成。9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的壓電驅(qū)動(dòng)裝置，其特征在于， 所述基板是硅基板。10.一種機(jī)器人，其特征在于，具備: 多個(gè)連桿部； 關(guān)節(jié)部，其將所述多個(gè)連桿部連接；以及 權(quán)利要求1所述的壓電驅(qū)動(dòng)裝置，其用所述關(guān)節(jié)部使所述多個(gè)連桿部轉(zhuǎn)動(dòng)。11.根據(jù)權(quán)利要求2所述的壓電驅(qū)動(dòng)裝置的驅(qū)動(dòng)方法，其特征在于， 通過(guò)對(duì)多個(gè)所述壓電振動(dòng)體各自的所述電極施加周期性變化的電壓，來(lái)對(duì)所述被驅(qū)動(dòng)體進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。
【文檔編號(hào)】H02N2/14GK105897037SQ201610086752
【公開(kāi)日】2016年8月24日
【申請(qǐng)日】2016年2月16日
【發(fā)明人】宮澤修
【申請(qǐng)人】精工愛(ài)普生株式會(huì)社